网络物理系统 (CPS) 市场规模、份额、增长和行业分析（按类型（硬件、软件和服务）按应用（航空航天和国防、汽车、能源和公用事业、医疗保健、制造、消费电子产品等））到 2035 年的区域洞察和预测

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网络物理系统 (CPS) 市场 报告概述

2025年全球网络物理系统（cps）市场价值为710.6亿美元，预计2026年将达到750.5亿美元，到2035年将稳步增长至1227.7亿美元，2025年至2035年复合年增长率为5.62%。

CPS市场由ABB、霍尼韦尔、西门子、罗克韦尔自动化和施耐德电气主导，他们强调人工智能、边缘计算和工业网络安全，以加强智能行业的市场领导地位和集成服务。

由于人工智能的发展以及 5G 连接的建立和边缘计算的实施，信息物理系统 (CPS) 经历了革命性的变化。人工智能自动化和边缘计算系统的结合提高了数据处理速度并最大限度地减少了处理延迟。实施区块链提升安全结合卫生服务和供应网络管理等关键领域提高透明度。数字孪生可以创建虚拟系统副本，从而优化运营性能和系统维护预测功能。人类操作员和 CPS 之间的集成一直通过增强现实和机器人技术系统。多种行业趋势推动先进、安全的网络物理生态系统的发展变得更加高效。

主要发现

COVID-19 的影响

疫情期间增强的自动化和远程功能促进了市场增长

全球 COVID-19 大流行是史无前例的、令人震惊的，与大流行前的水平相比，所有地区的市场需求都高于预期。复合年增长率的上升反映了市场的突然增长，这归因于市场的增长和需求恢复到大流行前的水平。

COVID-19 大流行增加了市场采用率信息物理系统(CPS) 遍及各个行业，实现了增强的自动化和远程功能。封锁限制迫使 CPS 发挥关键技术的作用，远程监控操作并允许自动化生产，同时在医疗保健和制造领域生成诊断解决方案后勤部门。对能够抵御挑战和适应情况的系统的不断增长的需求引发了对人工智能与物联网实施相结合的更多研究。对 CPS 不断增长的需求创造了新的网络安全威胁迫使组织加强其数据保护策略。全球危机要求卓越绩效以及安全改进和数字化转型，从而改变了 CPS 的发展轨迹。

最新趋势

人工智能自动化加强决策过程 加速市场增长

通过人工智能、边缘计算以及 5G 连接技术的进步，早期的网络物理系统不断发生变革。人工智能自动化与边缘计算技术一起增强了决策流程，提高了数据处理速度，而没有延迟。通过区块链技术传输数据可以增强安全实践，并提高医疗服务和供应网络等紧急领域的可见性。数字孪生生成物理系统的虚拟版本，以提高运营效率并预见设备故障。由于增强现实与机器人技术的结合，人们和 CPS 基础设施的协作更加频繁。现代趋势激发了更智能、更创新、更高效的发展安全适用于各个行业的基于网络物理的系统。这些趋势正在推动网络物理系统（CPS）市场的增长。

• 对重要基础设施网络安全的担忧日益增加:美国环境保护署 (EPA) 报告称，为约 1.93 亿人提供服务的饮用水系统不安全，容易遭受网络攻击。特别是，服务 2660 万人的 97 个供水系统存在严重缺陷，而服务超过 8270 万人的 211 个供水系统存在中度或低度风险。

•  可再生能源系统的弱点增多:Forscout-Wardier 实验室的一项研究发现了大型太阳能固化器的 46 个新弱点，这些弱点影响着全球数百万个太阳能系统。这些弱点可能使黑客能够操纵能源生产并破坏电网。

• 对智能设备上的外国组件的担忧:在英国，人们担心通过智能设备中的中国团队组件进行远程破坏的能力。这就要求增加对降低安全风险至关重要的重要部件的国产化建设。

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网络物理系统（CPS）市场细分

按类型

根据类型，全球市场可分为硬件、软件和服务

• 硬件:网络物理系统 (CPS) 硬件包括传感器、执行器和嵌入式系统，可实现实时数据收集以及与物理世界的交互。先进的处理器和边缘计算设备增强了系统响应能力和效率。

• 软件:CPS软件集成了人工智能、机器学习和实时分析来处理数据、自动化决策并确保系统无缝运行。安全协议和基于云的平台可提高性能并保护数据完整性。

• 服务:CPS 服务包括系统集成、网络安全解决方案和预测性维护，以优化效率并减少停机时间。咨询和托管服务支持无缝部署和持续监控。

按申请

根据类型，全球市场可分为航空航天和国防、汽车、能源和公用事业、医疗保健、制造、消费电子产品等

• 航空航天和国防:航空航天安全和国防运营受益于网络物理系统，该系统提供自主飞行功能以及即时威胁监控和加密通信功能。通过人工智能进行的人工智能分析增强了任务量化措施和作战保护标准。

• 汽车:通过 CPS 技术，汽车行业可以控制车辆的自主系统以及 ADAS 功能和交通管理基础设施。实时数据系统的处理可以提高车辆安全性、运营效率以及预测性系统维护能力。

• 能源和公用事业:通过 CPS，电网实现峰值性能并改善可再生能源运营，公用事业系统监控保持实时状态。智能电网的实施可以提高电力利用率，同时降低系统故障率。

• 医疗保健:医疗保健通过智能医疗工具以及远程健康评估功能和自动化手术程序取得了重大进步。人工智能驱动的诊断系统可以提高准确性，同时为患者提供更好的医疗服务。

• 制造业:第四次工业革命将工业 4.0 与复合生产系统连接起来，为自动化生产设施和智能工厂以及预测性维护功能提供动力。由物联网技术驱动的监控系统可帮助企业提高运营效率，同时降低成本。

• 消费电子产品:通过 CPS 技术，消费者现在可以控制家中的家用设备、可穿戴仪器以及连接的物联网设备。用户受益于人工智能实施的增强的产品交互、自动化流程和受保护的解决方案。

• 其他:CPS延伸到农业、物流和零售领域，提高供应链效率、自动化和实时跟踪，以优化运营。

市场动态

驱动因素

实施人工智能可提高 CPS 运营效率，同时最大限度地减少操作员参与 扩大市场增长

人工智能 (AI) 与机器学习 (ML) 一起作为网络物理系统 (CPS) 背后的基本力量，为自动化功能以及实时选择和预测分析功能提供支持。人工智能的实施提高了 CPS 的运营效率，同时最大限度地减少了操作员的参与，并在不断变化的条件下产生更好的系统响应。通过机器学习算法对大量传感器数据进行分析有助于识别模式并做出故障预测，从而提高运营性能。通过将人工智能集成到智能电网和自动驾驶汽车系统中，可以通过更安全的操作、更高的准确性和更高的响应能力来增强性能。人工智能的未来发展将导致 CPS 获得改进的认知能力和自动化功能，以进行复杂的操作，同时在有限的人类监督下进行操作。所有上述因素都在推动网络物理系统（CPS）的市场份额。

• 物联网与工业四.零技术的整合——物联网与工业四.零的采用大大增加了对网络物理系统（CPS）的需求。这些技术促进了实时信息处理、自动化和预测性创新，提高了各行业的运营效率。例如，据报道，实施基于物联网的 CPS 的生产设备的制造性能提高了 30%。

• 智能基础设施项目的增长——对智能基础设施（包括智能城镇和电网系统）的投资不断增加，正在加速 CPS 的采用。 CPS 在成功管理资产以及智能电网网络中发挥着关键作用，其中卓越的控制结构可减少约 15% 的能源分配损失。

物联网 (Iot) 和连接性的发展推动市场增长

物联网 (IoT) 的持续增长使其成为网络物理系统 (CPS) 扩展背后的主要推动力。通过物联网设备与物理硬件和数字系统保持持续的互连，从而允许通过命令和控制功能进行实时跟踪。 5G 高速通信系统提高数据速度，同时最大限度地减少响应延迟，从而提高系统速度。该系统通过这种类型的连接在智能城市和医疗保健服务以及工业自动化中高效运行。通过物联网与 CPS 系统的集成，用户可以实现更好的资源管理和预测性维护能力以及自动化，从而提高系统可靠性和运营效率。由于物联网的采用不断扩大，CPS 系统将开发更多智能功能，同时实现实时决策的可能性。上述因素促进了市场的快速增长和发展。

制约因素

网络攻击以及黑客攻击和数据泄露 降低市场增长

信息物理系统面临的根本安全威胁是网络安全风险。实时数据交换和网络连接使这些系统容易遭受各种网络攻击以及黑客攻击和数据泄露。未经授权的访问会扰乱运营，从而导致敏感信息暴露，从而导致经济损失。 CPS 安全的基本要素包括强大的加密以及应与定期系统更新相结合的安全通信协议。 CPS 的收集过程会导致数据隐私问题，因为它处理大量的个人信息和工业数据。具有用户信任的系统完整性需要强大的安全框架以及防止这些威胁的详细法规。

• 实施成本高:网络物理系统（CPS）的建立需要足够的货币投资、硬件、程序和基础设施税，阶段超过5万至5万美元，基于小工具和规模，阶段超过5万美元。这种价格壁垒主要影响中小型企业，起诉规模较大的企业。  

• 网络安全挑战:CPS 增加网络威胁，超过 70% 的商业公司报告超过 12 个月的网络事件（来源:网络安全公司）。实施更好的安全框架需要大量知识和财富，导致网络安全成为首要障碍。

使用实时数据分析和物联网功能的自动化系统相结合，创造市场机会

机会

包含被称为网络物理系统的物理元素的计算系统为智能基础设施应用和工业 4.0 提供了巨大的创新潜力。使用实时数据分析和物联网功能的自动化系统相结合，使 CPS 能够提高整个制造设施、医疗保健环境以及智能城市的运营效率。规范性维护与基于人工智能的决策系统相结合，可以帮助组织提高运营正常运行时间，同时最大限度地利用资源。 5G和边缘计算技术的结合通过提供快速的通信链路和增强的系统速度来加速CPS部署。工业数字化转型受益于 CPS，因为它提供了与智能交通系统相结合的可持续能源效率解决方案，并引领了下一代智慧城市的发展。这些因素正在创造一些市场机会，有助于推动其快速发展。

• 人工智能驱动的未来社会维护:使用具有人工智能和机器学习的集成网络物理系统 (CPS)，预计可通过估计维护将工业停机时间减少 20-30%。该技术通过实现实时决策来提高生产和机动车辆等领域的效率。  

 

• 医疗保健系统采用率的提高:全球医疗保健系统对基于 CPS 的解决方案（包括远程患者监护和机器人手术）的投资预计每年增加*15% 以上。这些进步提高了患者护理质量和运营效率，从而创造了重大的扩张机会。

 

针对关键基础设施的计算机攻击以及恶意软件和未经授权的访问尝试给市场带来了挑战

挑战

尽管网络物理系统（CPS）具有诸多优势，但它仍面临着来自系统漏洞和运营风险的重大威胁。针对医疗保健、配电系统和交通网络等关键基础设施的计算机攻击以及恶意软件和未经授权的访问尝试会产生极其有害的影响。系统可靠性面临三个主要漏洞，这些漏洞源于硬件故障、软件故障和互操作性问题，从而导致运营和财务损失。实时数据处理的实施会导致更高的错误风险，从而影响决策过程。 CPS 系统面临持续的威胁，因为组织缺乏足够的网络安全保护和系统弹性能力，这危及国家基本服务以及全球企业和政府。上述事实可能会阻碍市场增长并对市场构成威胁。

• 复杂的系统集成——在线交易平台在将新技术与遗留系统集成方面面临困难。 2024 年行业报告强调，超过 60% 的金融机构面临互操作性问题，需要大量投资来实现基础设施现代化。  

 

• 数据隐私风险——交易平台收集的大量个人和财务数据增加了隐私问题。根据 2023 年网络安全调查，超过 45% 的用户对平台如何处理敏感信息表示担忧，促使企业加强安全措施和监管合规性。

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网络物理系统（CPS）区域见解

• 北美 

网络物理系统在北美的广泛发展是通过智能制造以及物联网和人工智能能力的进步实现的。 CPS 研究得到了美国政府的支持，而该国还主导着自动驾驶汽车技术、工业自动化系统和智能基础设施的开发。现代性的工业 4.0 技术革命以及 5G 部署推动了医疗设施、国防结构和能源生产单位的发展。商业组织投入资金实施网络安全解决方案，以保护重要的基础设施系统。北美地区通过将强大的研发投资与创新实验室相结合，继续构建 CPS 的未来。

• 欧洲

CPS 创新在欧洲发挥着至关重要的作用，欧洲的重点是工业自动化以及可持续性和数字化转型要素。德国、法国和英国等国家在工业 4.0 计划下的智能工厂和机器人技术方面处于领先地位。通过欧盟研究项目，该机构通过专注于节能研究、智能交通管理和网络安全保护来支持 CPS 的发展。 GDPR 和类似的数据保护法规使 CPS 技术能够在不同行业之间安全结合。对绿色能源解决方案和智能电网的投资表明了欧洲致力于采用 CPS 来开发可持续和有弹性的基础设施。

• 亚洲

对智慧城市以及工业自动化和数字基础设施的快速投资导致整个亚太地区网络物理系统（CPS）的快速增长。中国与日本和韩国在机器人、物联网以及基于人工智能的工业生产方面处于领先地位。中国的"中国制造2025"和日本社会5.0计划作为政府对网络物理系统采用的支持，特别是在交通系统、医疗设施和物流网络中。 5G网络与边缘计算的结合实现了更快的实时数据处理能力。由于自动化需求不断增加，亚太地区成为全球CPS发展的主力军。

主要行业参与者

领先企业采取收购策略来保持竞争力

市场上的一些参与者正在使用收购策略来建立他们的业务组合并加强他们的市场地位。此外，伙伴关系和协作也是公司采取的共同策略之一。主要市场参与者正在进行研发投资，以将先进的技术和解决方案推向市场。市场上的几家公司正在专注于战略并购，以扩大其产品范围并增强其市场占有率。与建筑和技术公司的合作变得越来越普遍，从而可以提供满足客户不断变化的需求的集成解决方案。市场领导者正在大力投资研发，以创新新材料、提高系统耐用性并增强性能。这些举措旨在提供更可持续、更具成本效益和可定制的地板选择，从而巩固其在快速发展的市场格局中的竞争优势。

• ABB（瑞士）:网络物理系统 (CPS) CPS 解决方案对于集成到市场内的 ABB 生产、能源和机器人等行业至关重要。该公司报告称，2023 年销售额将达到 290 亿美元，其中自动化和商业数字化至关重要。  

• 霍尼韦尔国际公司 2023年，霍尼韦尔投资超过14亿美元用于研究和改进，专注于人工智能控制的自动化和智能工业结构。  

• 罗克韦尔自动化（美国）:罗克韦尔自动化将 CPS 集成到智能生产策略中，提供实时记录分析和自动化答案。该企业在 2023 年实现了约 90 亿美元的销售额，强调虚拟变革和工业物联网 (IIOT) 解决方案。  四。施耐德电气（法国）:用于优化集材机电力智能电网和 CPS 商业活动的强度效率。该公司在全球拥有超过20,000名员工，以人工智能和CPS的融合为核心，实现电力消耗的平衡和效率。  

• 西门子（德国）:CPS 中的高质量能源为工业自动化和智慧城市计划提供物理和虚拟基础设施答案。到 2023 年，西门子数字化和自动化研究部门将投资 60 亿欧元，这将巩固其作为精明商业解决方案全球领导者的地位。

网络物理系统 (CPS) 公司列表

• SAP SE (Germany)
• Oracle (U.S.)
• VMware Inc. (U.S.)
• IBM Corporation (U.S.)
• Hewlett Packard Enterprise (U.S.)
• Schneider Electric (France)
• Hitachi Vantara (U.S.)
• Microsoft Corporation (U.S.)
• Dell EMC (U.S.)
• Honeywell International Inc. (U.S.)

工业发展

2024 年 10 月:TXOne Networks 于 2024 年向 GITEX Global 访客推出了网络物理系统 (CPS) 保护平台。TXOne Networks 开发了一个安全平台，可收集安全见解，以创建详细的组织安全位置监控以及专为运营技术 (OT) 系统设计的高级检测功能。 TXOne Networks 通过三个产品线展示其安全解决方案:用于在施工或维护期间进行资产验证和保护的 Element、用于运行中工业级端点防御的 Stellar 以及作为基本网络保障的 Edge。 SageOne 提供集中管理功能，以提高整个操作序列的安全功能。

报告范围 

该研究包括全面的 SWOT 分析，并提供对市场未来发展的见解。它研究了促进市场增长的各种因素，探索了可能影响未来几年发展轨迹的广泛市场类别和潜在应用。该分析考虑了当前趋势和历史转折点，提供对市场组成部分的全面了解并确定潜在的增长领域。

该研究报告深入研究市场细分，利用定性和定量研究方法进行全面分析。它还评估财务和战略观点对市场的影响。此外，报告还考虑了影响市场增长的供需主导力量，提出了国家和区域评估。竞争格局非常详细，包括重要竞争对手的市场份额。该报告纳入了针对预期时间范围量身定制的新颖研究方法和玩家策略。总体而言，它以正式且易于理解的方式提供了对市场动态的有价值且全面的见解。